\\ \\ ==== Zaproszenie na obronę pracy doktorskiej ==== \\ ^ DZIEKAN i RADA WYDZIAŁU ELEKTROTECHNIKI, AUTOMATYKI, INFORMATYKI i INŻYNIERII BIOMEDYCZNEJ AKADEMII GÓRNICZO-HUTNICZEJ im. ST. STASZICA W KRAKOWIE ^^ | zapraszają na \\ publiczną dyskusję nad rozprawą doktorską \\ \\ //mgra inż. Mirosława Sochy// || | **KOMPUTEROWY MODEL SYMULACYJNY ZABIEGU BRONCHOSKOPII ORAZ JEGO ZASTOSOWANIE DO OPRACOWANIA I TESTOWANIA METOD ESTYMACJI PRZESUNIĘCIA KOŃCÓWKI BRONCHOFIBEROSKOPU** || ^ Termin:| 24 czerwca 2013 roku o godz. 12:00 | ^ Miejsce:| pawilon B-1, sala 4 \\ Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków | ^ PROMOTOR:| Prof. zw. dr hab. inż. Tomasz P. Zieliński | ^ RECENZENCI:| Dr hab. inż. Michał Strzelecki, prof. PŁ – Politechnika Łódzka | ^ ::: | Prof. zw. dr hab. inż. Ryszard Tadeusiewicz - Akademia Górniczo-Hutnicza | | Z rozprawą doktorską i opiniami recenzentów można się zapoznać \\ w Czytelni Biblioteki Głównej AGH, al. Mickiewicza 30 || \\ \\ ==== Streszczenie ==== **Komputerowy model symulacyjny zabiegu bronchoskopii oraz jego zastosowanie do opracowania i testowania metod estymacji przesunięcia końcówki bronchofiberoskopu** \\ \\ //mgr inż. Mirosław Socha// \\ \\ **Promotor:** Prof. zw. dr hab. inż. Tomasz P. Zieliński \\ **Dyscyplina:** Biocybernetyka i Inżynieria Biomedyczna \\ \\ \\ Wczesna diagnostyka zmian nowotworowych ma kluczowe znaczenie dla przeżywalności pacjentów. Dlatego niezbędne jest rozwijanie wszelkich metod wspomagania takiej diagnostyki, zwłaszcza w obrębie klatki piersiowej. Estymacja położenia końcówki bronchofiberoskopu jest zagadnieniem kluczowym w komputerowych systemach wspomagania zabiegów przezoskrzelowej biopsji aspiracyjnej. Zabieg ten polega na pobraniu za pomocą cienkiej igły, poprzez aspirację, tkanek z powiększonych węzłów chłonnych znajdujących się za ścianami drzewa oskrzelowego. Próbki takie są następnie poddawane analizie histopatologicznej w celu stwierdzenia obecności tkanek nowotworowych. \\ \\ Proponowana przez autora metoda wspomagania zabiegu biopsji bazuje na rejestrowanych przez kamerę obrazach z wideobronchofiberoskopu oraz na przestrzennych danych pacjenta, pochodzących z tomografii komputerowej. Celem rozprawy było opracowanie parametrycznego modelu drzewa oskrzelowego, umożliwiającego generowane obrazów wirtualnej bronchoskopii, a następnie opracowanie i przetestowanie, z wykorzystaniem opracowanego modelu, algorytmów estymacji przesunięcia końcówki endoskopu. Tak postawione cele zostały spełnione, a uzyskane wyniki opublikowano w licznych pracach na forum krajowym, jak i zagranicznym. \\ \\ Autor rozprawy opracował metodologię tworzenia parametrycznego modelu drzewa oskrzelowego, który obejmuje: tworzenie kształtu wirtualnych dróg oddechowych, dodawanie szczegółów anatomicznych oraz modelowanie wyglądu utworzonej trójwymiarowej powierzchni. Połączenie modelu drzewa oskrzelowego z modelami kamery endoskopu i oświetlenia umożliwia generowanie obrazów wirtualnej bronchoskopii, które wykazują znaczne podobieństwo do obrazów rejestrowanych w trakcie rzeczywistych zabiegów bronchofiberoskopii. Druga cześć rozprawy dotyczy algorytmów estymacji ruchu końcówki bronchofiberoskopu. Algorytm szacowania przesunięcia zakłada uproszczony model otoczenia endoskopu - tchawica traktowana jest jako walec, wewnątrz którego współosiowo porusza się końcówka endoskopu przekazująca szerokokątny obraz otoczenia. Autor rozprawy zaimplementował, a następnie przetestował na opracowanym fantomie drzewa oskrzelowego algorytm estymacji ruchu endoskopu. Kluczowe pod względem wydajności fragmenty algorytmu zostały przeprojektowane i zaimplementowane z wykorzystaniem technologii CUDA. Uzyskano ponad 26-krotne skrócenie czasu obliczeń, co umożliwia estymowanie przesunięć endoskopu między kolejnymi obrazami. \\ \\ \\ ==== Tekst doktoratu ==== **Pełna wersja doktoratu:** [[ http://home.agh.edu.pl/~socha/dr/MiroslawSocha.pdf | doktorat.pdf]] \\ \\ ==== Ważniejsze publikacje autora rozprawy ==== - Socha, M., Duplaga, M., Turcza, P.: //Methods of bronchial tree reconstruction and camera distortion corrections for virtual endoscopic environments//. Studies in Health Technology and Informatics, tom 105: s. 285–295. 2004. - Socha, M., Duplaga,M., 2005. Aplikacja oparta na bibliotece VTK wspomagająca zabiegi bronchoskopowe. BIO-ALGORITHMS AND MED-SYSTEMS, tom 1, nr 1/2: s. 191–196. 2005. - Socha, M., Duda, K., Zieliński, T. P., Duplaga, M.: //Algorytmiczna korekcja zniekształceń geometrycznych kamery bronchoskopu//. W Modelowanie i Pomiary w Medycynie MPM 2005, Krynica, s. 219–228. 2005. - Bułat, J., Duda, K., Skalski, A., Socha, M., Turcza, P., Twardowski, T., Zieliński, T., Duplaga, M.: //Image and video processing tasks in computer aided medical interventions on the example of transbronchial biopsy//. W „New trends in audio and video”: XI symposium AES, s. 34–42. 2006 IX. - Duda, K., Zieliński, T., Socha, M., Twardowski, T., Duplaga, M.: //Navigation in bronchial tree based on motion estimation and mutual information//. W International Conference on Signals and Electronic Systems, tom 2, s. 683–686. 2006. - Duplaga, M., Socha, M., Wojciechowski, W.: //The impact of the support of the bronchial needle aspiration with interactive virtual bronchoscopy application on the effectiveness of the procedure//. W Biomedical engineering, proceedings of international conference, s. 17–21. Kauno Technologijos Universitetas. 2006. - Twardowski, T., Zieliński, T., Duda, K., Socha, M., Duplaga, M.: //Fast estimation of bronchofiberoscope egomotion for Ct-guided transbronchial biopsy//. W Image Processing, 2006 IEEE International Conference on, s. 1189 –1192. IEEE. ISSN 1522-4880. doi: 10.1109/ICIP.2006.312696. 2006 VIII. - Zieliński, T., Duplaga,M., Bułat, J., Duda, K., Skalski, A., Socha, M., Turcza, P.: //Model algorytmiczny komputerowego systemu nawigacyjnego do wspomagania zabiegów igłowej biopsji przezoskrzelowej metodą wirtualnej bronchoskopii//. tom 53, s. 87–94. Pomiary Automatyka Kontrola. 2007. - Bułat, J., Duda, K., Socha, M., Turcza, P., Zieliński, T., Duplaga, M.: //Computational tasks in bronchoscope navigation during computer-assisted transbronchial biopsy//. W Proceedings of the 8th international conference on Computational Science, Part III, ICCS ’08, s. 178–187. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg. ISBN 978-3-540-69388-8. 2008. - Duplaga, M., Socha, M., Wojciechowski, W., Soja, J., Tomaszewska, R., Urbanik, A., Niżankowska-Mogilnicka, E., Sładek, K.: //Comparison of the effectiveness of the transbronchial needle aspiration supported with the interactive virtual bronchoscopy application or with non-real time endobronchial ultrasonography in patients suspected of lung cancer//. European Respiratory Society Annual Congress Berlin Germany October 48, s. [P3396]. 2008. - Socha, M., Zieliński, T. P., Duplaga, M.: //Symulowanie charakterystycznych dla endoskopu zjawisk zniekształcających obraz//. W Modelowanie i Pomiary w Medycynie MPM 2009, Krynica, s. 175–178. 2009. - Bułat, J., Duda, K., Socha, M., Turcza, P., Zieliński, T., Duplaga, M.: //Computational tasks in computer-assisted transbronchial biopsy//. Future Generation Computer Systems, tom 26, nr 3: s. 455–461. 2010. - Skalski, A., Socha, M., Duplaga, M., Duda, K., Zieliński, T.: //3D segmentation and visualisation of mediastinal structures adjacent to tracheobronchial tree from CT data//. W E. Piętka, J. Kawa, red., Information Technologies in Biomedicine, tom 69 z serii Advances in Intelligent and Soft Computing, s. 523–534. Springer Berlin Heidelberg. ISBN 978-3-642-13104-2. 2010. - Socha, M.: //Parametryczny model powierzchni drzewa oskrzelowego//. W Materiały XV Sympozjum nt.: ”Modelowanie i Symulacja Systemów Pomiarowych”, Krynica, s. 101–104. ISBN 978-83-61528-24-1. 2011. - Socha, M.: //Wizualizacja danych biomedycznych//. Wydawnictwa AGH. ISBN 978-83-7464-376-4. 2011. - Socha, M.: //Szybka metoda estymacji położenia końcówki bronchoskopu - implementacja w GPU//. XII Sympozjum Modelowanie i Pomiary w Medycynie MPM 2013, Krynica Górska. 2013. \\